JP3284769B2

JP3284769B2 - 色材の濃度データ決定方法

Info

Publication number: JP3284769B2
Application number: JP15584494A
Authority: JP
Inventors: 聡史出石; 浩後藤
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1994-07-07
Filing date: 1994-07-07
Publication date: 2002-05-20
Anticipated expiration: 2017-05-20
Also published as: JPH0823451A; US5729362A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー複写機・カラー
プリンタ等において画像データから色を再現するための
色材の濃度データを作成する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりカラー複写機・カラープリンタ
等において、フルカラー画像を再現するための様々な方
法や装置が提案されている。このような複写機やプリン
タにおいては、一般的に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）といった４色の
色材を用いて画像を再現している。これら４色を順に任
意の量、または、任意の面積を重ね合わせることによっ
て、様々な色を再現している。

【０００３】従って、原稿を読み取って得られた画像デ
ータ（例えば、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー
（Ｂ））をＹＭＣＫのデータに変換することが必要であ
る。従来、このようなＹＭＣＫへの変換は、画像データ
をＹＭＣの三色に変換した後、下色除去法（ＵＣＲ：Ｕ
nder Ｃolor Ｒemoval）によってＫのデータを作成する
といった２段階の色変換を行っている。そして、画像デ
ータ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をＹＭＣに変換する方法としては次
のようなものがある。まず、１次または２次のマトリッ
クス変換式による方法がある。この方法は、重ねられた
ＹＭＣの各層がフィルターとして働いた結果、ある色が
再現されることを原理としたものである。つまり、３色
重ねの結果が各層の濃度の和となることから、再現色を
導く方法である。

【０００４】次に、Neugebauerの式による計算方法があ
る。これは特に印刷物のような網点を用いて再現する場
合に有効である。網点印刷物は拡大してみると、３原色
及びその重なりあった色の小点の集まりで成り立ってい
る。このランダムに配置された小点の重なり具合を確率
的に求め、これに基づいて、白紙に再現された点の面積
から再現物の色を計算するものである。さらに、ＹＭＣ
３原色のいろいろな組み合わせで実際に色再現し、その
結果に基づいて色表を作り、さらにその色表の色データ
を全て測定して３次元の表を作成し、その表を元に求め
る色をひいてくる方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】いずれの方法にも一長
一短が有り、どれが優れているとはいえない。つまり、
これらの変換方法の違いによって、再現されたフルカラ
ー画像の色調やイメージが大きく損なわれることがあ
る。また、変換のアルゴリズムによっては、変換そのも
のの計算に時間がかかってしまうといった不都合もあ
る。例えば、マトリックス変換式を用いる方法の場合、
方法自体が非常に簡素であるために実装が容易に行える
が、非常に単純な変換式であるため、実際に求める色と
の誤差が場合によっては無視できない程になってしまう
ことがある。また、考え方が色フィルターの概念に基づ
いているため網点を用いた色再現には適応が難しい。

【０００６】Neugebauerの式は、ある程度実測値に即し
た変換を行うことが可能であるが、その反面、変換式が
複雑であるためにリアルタイム処理が難しい。色表を作
成する方法は、ほぼ正確な色変換と瞬時の処理が可能で
あるが、膨大な実験数と色表を記憶するための膨大なメ
モリーが必要となる。一方、画像データ（ＲＧＢ）をＹ
ＭＣデータに変換した後は、一般的には下色除去（ＵＣ
Ｒ）が行われる。ＵＣＲは、まずＹＭＣの各データから
グレー成分を抽出する。このグレー成分の何パーセント
かをＫの色材を用いて色再現し、その割合だけ色画像の
色材（ＹＭＣ）を少なくする。このようなＵＣＲを行う
ことにより、（１）コントラストの強調、（２）ニュー
トラルの補正、（３）明度の低い部分への色領域の拡
張、（４）使用色材の節約といった効果が得られる。Ｙ
ＭＣの色材の重ね合せのみで再現した黒は、明度が落ち
きらない。そのため黒の色材を用いてコントラストを強
調してやることが視覚的な影響も大きく、効果的であ
る。

【０００７】さらに、ＵＣＲを行ったとしても、４色
（ＹＭＣＫ）が重なる部分があり、その部分が盛り上が
るために再現された画像表面が凹凸状になって印象を損
なうことになる。そして、このように画像データをＹＭ
Ｃデータに変換した後、ＵＣＲによりＫデータを求め、
最終的な４つの色材の濃度データを作成するといった２
段階的な変換が必要であり、色材の濃度データを得るた
めの処理を繁雑にしていた。

【０００８】以上のように、従来、色材の濃度データを
得るための処理を簡単に早く行うとともに、得られた再
現画像を正確で印象の良いものにすることができないと
いう欠点があった。本願発明は、上記の欠点を解消する
ことを目的としている。つまり、画像データから画像再
現用の色材の濃度データを簡単に導き出すことを可能に
するとともに、重ねる色材の量を少なくすることにより
印象の良い画像を再現可能にする色材の濃度データ決定
方法を提供することが、本願発明の目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の色材の濃度データ決定方法は、色材として
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラ
ック（Ｋ）を用いてカラー画像を再現するために、彩
度、明度、色相で表現された画像データに基づいてイエ
ロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック
（Ｋ）の各色材に関する濃度データを決定する決定方法
であって、色相に対応するＹＭＣの内の２つの色材の濃
度比を決定し、彩度、明度に対応するように、決定され
た２つの色材の濃度比を維持したまま、それら２つの色
材の濃度データとブラック（Ｋ）の濃度データを決定す
るものである。

【００１０】また、色相がＹＭＣの内の１つの色材で再
現される場合、彩度、明度に対応するように、その１つ
の色材の濃度データとブラック（Ｋ）の濃度データを決
定する。さらに、与えられた画像データが再現可能な色
空間に含まれない場合、この画像データと同じ明度と色
相を有する色の中で、再現可能な最大の彩度を有する画
像データを代替色として、色材の濃度データを決定す
る。

【００１１】

【作用】上記構成により、彩度、明度、色相で表現され
た画像データから、まず、色相に対応したＹＭＣの内の
２つの色材の濃度比が決定され、つぎに、彩度、明度に
対応した、それら２つの色材の濃度データとブラック
（Ｋ）の濃度データが決定される。なお、色相がＹＭＣ
の内の１つの色材で再現される場合、彩度、明度に対応
した、その１つの色材の濃度データとブラック（Ｋ）の
濃度データが決定される。また、与えられた画像データ
が再現可能な色空間に含まれない場合、その画像データ
と同じ明度と色相を有する色の中で、再現可能な最大の
彩度を有する画像データが代替色として選択され。この
代替色を再現するための色材の濃度データ決定される。

【００１２】

【実施例１】以下、図面に基づいて本発明の色材の濃度
データ決定方法の実施例について説明する。図１は、本
発明を適用したプリンタの概略図である。プリンタは、
走査光学系１、感光体ドラム３、帯電器２、現像器４、
転写器５などから構成されている。感光体ドラム３は、
図示の矢印方向に定速で回転し、その表面が帯電器２に
よって所定の電位に一様に帯電される。帯電された感光
体ドラム３の表面には、走査光学系１から出力されるレ
ーザビームによる走査によって、静電潜像が形成され
る。その後、静電潜像は、現像器４によってトナー現像
され、顕像化される。次に、顕像化されたトナー像は、
転写位置で転写器５によって紙等の記録紙６に転写さ
れ、図示しない定着器によって転写されたトナー像が記
録紙６上に定着される。

【００１３】図２は、走査光学系１の概略を示す図であ
る。半導体レーザ１１は、図示しない制御部の画像メモ
リなどから読み出された画像情報に基づいて変調された
レーザビームを出力する。出力されたレーザビームは、
コリメートレンズ１０によりコリメートされ、回転多面
鏡１２によって偏向される。偏光されたレーザビーム
は、ｆθレンズ１３により感光体ドラム３上に結像され
るとともに、感光体ドラム３上を等速走査する。なお、
この走査に際して、レーザビームの１ライン走査の先端
をミラー１４により反射させ光検出器１５にビームを導
き、この光検出器１５による検出信号を水平方向Ｈの走
査の同期信号として用いられる。

【００１４】図３は、半導体レーザ１１を変調する変調
回路のブロック図である。本実施例においては、１画素
を４×４のブロックに分割し、各ブロックに対して４段
階のパルス幅変調によるレーザ露光を行う構成となって
いる。７２は、１画素内のどのブロックをどれだけ露光
するかといった露光パターンを記憶したパターンＲＯＭ
である。そして、色材の濃度データ７１に応じてＺアド
レスカウンタ７４により選択された露光パターンに基づ
いて、レーザ露光される。つまり、選択された露光パタ
ーンの各ブロックに対応した露光情報が、水平同期信号
７３に応じたＹアドレスカウンタからの信号と、画素ク
ロック７７に応じたＸアドレスカウンタ７６からの信号
とによって読み出され、その露光情報に基づいてレーザ
ドライバ７８が半導体レーザ１１の発振を制御してい
る。

【００１５】なお、濃度画像データ７１は、６ビットの
濃度情報（６４階調）を保持したデジタル信号であり、
パターンＲＯＭに記憶された露光パターンとしては、階
調に応じて６４種類が用意されている。従って、読み取
りデータや変換された色材の濃度データが８ビット（２
５６階調）の場合、それを６４階調にデータ変換する必
要がある。但し、逆に濃度画像データ７１を８ビットの
まま扱い、パターンＲＯＭに記憶する露光パターンを増
やしてもよい。

【００１６】またＹＭＣＫといった複数の色材を用いて
フルカラー画像を再現する場合は、パターンＲＯＭ７２
の内部にＹＭＣＫの各色に対応した露光パターンを各々
用意しておき、その露光パターンを各色毎に切り換えて
使用すればよい。そして、ＹＭＣＫの各露光パターンの
スクリーン角度を変えたり、また、各色のスクリーン解
像度を変えたりしておけば、重なり合いによるモアレを
防ぐことができる。また、Ｋのスクリーン解像度のみを
大きくすれば、再現画像に滑らかな印象を与えることが
出来る。例えば、スクリーン角度を、Ｙ＝０°、Ｍ＝１
５°、Ｃ＝７５°、Ｋ＝４５°に設定し、スクリーン解
像度を、Ｋ＝１７０線、その他ＹＭＣを１５０線に設定
して再現すればよい。

【００１７】図４は、前述したパターンＲＯＭ７２に記
憶されている露光パターンの例を示している。これら
は、低濃度領域に相当する部分の一例である。なお、Ｚ
＝１１，１２，１３はトータル露光時間は同じである
が、露光位置が異なっている。この露光位置の違いによ
り最終的な再現濃度が異なり、結果として、階調を持た
せることが可能となる。この点については、本件出願人
がすでに出願している特願平５−２５９６９１号（平成
５年１０月１８日出願）に詳しく記載されている。つぎ
に、彩度、明度、色相で表現された画像データに基づい
て、ＹＭＣＫの各色材の濃度データを決定する具体的な
方法について説明する。なお、画像データは、一般的に
はＲＧＢデータで与えられることが多く、まず、ＲＧＢ
データからＬＣＨデータに変換する必要がある。この変
換は、ＣＩＥにて規定された公知の方法によって行えば
よいので、ここでは省略する。

【００１８】図５は、マンセル色空間（Ｌ ^＊Ｃ ^＊Ｈ°座
標系）を、ある１つの色相（Ｈ）で切った断面を示して
いる。図５の縦軸は明度（Ｌ ^＊）、横軸は彩度（Ｃ ^＊）
である。また、図の原点Ｏは黒ベタ、頂点Ｌ ^＊ paperは
白紙状態である。さらに、図の三角形で囲まれた領域
は、再現可能な色の領域を示している。この領域は、当
然ながら、使用する色材の特性によって決定される。な
お、右方の点Ｓ（Ｌ’、Ｃ’、Ｈ）は、この色相（Ｈ）
における最も彩度の高い点であり、この点Ｓについて
も、使用する色材の特性から決定される。そして、この
最も彩度の高い点Ｓに関しては、次のようなことがいえ
る。つまり、図６は、最も彩度の高い点Ｓに関して、色
相とその色相を再現するための各色材ＹＭＣの混合量と
の関係を示しているが、全ての色相において最も彩度の
高い点がＹＭＣの内の１つか２つの色材の組み合わせに
より再現可能であるといえる。これは、ＹＭＣの３色を
組み合わせると無彩色になってしまうことからも理解で
きる。

【００１９】さらに、この点Ｓと点Ｌ ^＊ paperを結んだ
線上に存在する点においても、白い用紙を使用している
ことからして、図６に示された配合比を維持したまま配
合量を適当に変更することによって再現される。いま図
において、点Ｐ（Ｌ、Ｃ、Ｈ）が求める色であるとす
る。点Ｐを再現するためのＹＭＣＫ濃度を求めるには、
まず、点ＳのＹＭＣ濃度を求める。これは上述の図６を
テーブルとしてＲＯＭ等に記憶しておき、このテーブル
から、色相（Ｈ）に対応するＹＭＣ濃度を求める。次に
点Ｐ’（ｘ、ｙ、Ｈ）のＹＭＣ濃度を求める。この点
Ｐ’は、原点と点Ｐを結んだ直線と、同じ色相内で最も
彩度の高い点Ｓと白色点を結んだ直線との交点である。
点Ｐ’（ｘ、ｙ、Ｈ）の座標（ｘ、ｙ）は、次式にて与
えられる。ｘ＝Ｌ ^＊ paper×ｔａｎθＨ／（Ｃ’／Ｌ’＋ｔａｎθＨ）ｙ＝Ｃ’／Ｌ’×Ｌ ^＊ paper×ｔａｎθＨ／（Ｃ’／Ｌ’＋ｔａｎθＨ）なお、Ｌ ^＊ paperは、使用する用紙の明度である。

【００２０】こうして求めた点Ｐ’は、色相（Ｈ）にお
ける、最も彩度の高い点Ｓと白紙の点Ｌ ^＊ paperとを結
ぶ線上にあるため、上述したように、ＹＭＣの内の１つ
か２つの組み合わせにて再現可能な点である。点Ｐ’の
ＹＭＣ濃度は、ｙ／Ｃ’×（点ＳのＹＭＣ濃度）で求め
ることができる。この時点で、点Ｐ’はＫを除くＹＭＣ
の内の２色の濃度によって表される。ところで、任意の
色に色材Ｋを加えていくと、原点Ｏに向かってほぼ直線
的に、かつ、同一色相内で色が変化していくことが分か
っている。そこで、この特性に着目して、Ｋの濃度を求
める。Ｋの濃度は、線分Ｐ’Ｏに対するＰ’Ｐの割合に
相当するから、２５６×（１−Ｌ／ｘ）で、求めること
ができる。なお、面積階調法による再現の場合、特に、
色変化の誤差が少ない。

【００２１】以上の結果、求めた点Ｐの再現には、ＹＭ
Ｃの色材の内の１つかまたは２つの色材とＫしか使わな
い（ただし、点Ｐが、最も彩度の高い点と白色点を結ん
だ線上にある場合、Ｋも使用しない）。つまり、紙上で
ＹＭＣＫの４色ともが重なり合うことはない。次に、求
める色が再現不可能な色、つまり、求める色が三角形で
囲まれた再現可能な色空間内に存在しない場合につい
て、図７を用いて説明する。図７において、求める色を
点Ｑ（Ｌ，Ｃ，Ｈ）とする。そして、明度（Ｌ）と色相
（Ｈ）を保ったまま、彩度（Ｃ）を調節して、白色点と
最も彩度の高い点Ｓを結んだ線、または、原点Ｏと最も
彩度の高い点Ｓを結んだ線のどちらかと交わる点Ｑ’
を、求める色に最も近い色として選択する。

【００２２】従って、点Ｑ’が、白色点と最も彩度の高
い点Ｓを結んだ線上にある場合、色相に対応するＹＭＣ
の内の２つの色材の濃度比を決定し、その後、その濃度
比を維持したまま濃度量（データ）を調整して、目的の
点Ｑ’に対応する色材の濃度データを得る。また、色相
がＹＭＣの内の１つの色材で表される場合も同様に、そ
の１つの色材の濃度量を調整して、目的の点Ｑ’に対応
する色材の濃度データを得る。よって、これらの場合、
Ｋは使用されないことになる。一方、点Ｑ’が、原点Ｏ
と最も彩度の高い点Ｓを結んだ線上にある場合、色相に
対応するＹＭＣの内の２つの色材の濃度量を決定し、そ
の後、その濃度量を維持したまま、加えるＫの濃度量を
調整して、目的の点Ｑ’に対応する色材の濃度データを
確定する。また、色相がＹＭＣの内の１つの色材で表さ
れる場合も同様に、その１つの色材の濃度量に加えるＫ
の濃度量を調整して、目的の点Ｑ’に対応する色材の濃
度データを得る。

【００２３】以上、電子写真を用いたカラープリンタに
基づいて本発明を説明したが、本発明に関する決定手法
は、その他のデジタルデータを取り扱う印字装置（例え
ば、銀塩プリンター、昇華型プリンター、熱転写プリン
ター、インクジェットプリンター等）にも用いることが
可能である。また、本発明は、面積階調方式（例えば、
一般的なディザ法）を用いた装置であっても、強度変調
による多値階調方式の装置においても、さらには、面積
階調方式と強度変調による階調方式をともに用いた装置
に対しても適用可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明の色材の濃度データ決定方法によ
れば、基本的にＹＭＣＫの内のＫを含んだ３色で画像再
現されるので、ランニングコストが安くすむ。そして、
３色で画像再現するものの、正確に色材の濃度データを
決定しているため、再現された画像の色調等は非常に正
確である。また、再現された画像面は、フラットで、手
触りも見た目の印象も良くなる。さらに、色材を転写す
ることにより画像を再現する装置の場合、転写すべき色
材が少なくて済むため、転写条件の設定が容易になり、
引いては、装置のコストダウンにつながる。

【００２５】また、本発明によれば、ＵＣＲの処理が不
要になり、従来の２段階的の色変換処理が１段階になる
ため、処理が簡単になる。さらに、黒（Ｋ）の処理も単
なる比例計算だけで可能となるため、全体的な処理時間
が従来に比べてかなり少なくなる。従って、リアルタイ
ムの変換処理も可能になる。さらに、色相に関しては１
次元のルックアップテーブル（ＬＵＴ）で処理できるた
め、配列のためのメモリもが少なくてすみ、コストダウ
ンに有効である。一方、ＵＣＲを行っていないのにもか
かわらず、Ｋを積極的に利用する結果、再現可能な色範
囲が広がり、特に、彩度の表現に有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したプリンタの概略図である。

【図２】走査光学系の概略を示した概略図である。

【図３】半導体レーザの駆動回路のブロック図である。

【図４】閾値マトリクスの例を示した図である。

【図５】色空間を示した模式図である。

【図６】色相と色材の関係を示した図である。

【図７】求める色が再現不可能な色である場合の色空間
を示した模式図である。

【符号の説明】

１・・・走査光学系１１・・・半導体レーザ７２・・・パターンＲＯＭ７８・・・レーザドライバ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】彩度、明度、色相で表現された画像デー
タをイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、
ブラック（Ｋ）の色材で再現するための、各色材の濃度
データの決定方法であって、前記画像データの色相で決まる再現可能な色空間におけ
る、最高彩度の点と、最高明度でありかつ最低彩度であ
る点と、最低明度でありかつ最低彩度である原点と、前
記画像データの明度と彩度により決定される点と、から前記画像データに対応する２つの色材とブラック
（Ｋ）の濃度を前記色空間を用いて決定する、色材の濃度データ決定方法。
【請求項２】前記最高彩度の点と前記最高明度でありか
つ最低彩度である点とを結ぶ線と、前記最低明度であり
かつ最低彩度である原点と前記画像データの明度と彩度
により決定される点とを結ぶ線と、の交点より前記画像
データに対応する２つの色材の濃度データを求め、前記交点における明度と前記画像データの明度との比か
らブラック（Ｋ）の濃度データを求める、請求項１に記載の濃度データ決定方法。
【請求項３】彩度、明度、色相で表現された画像デ
ータをイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色材で再現するための、各色
材の濃度データの決定方法であって、前記色相が、イエ
ロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の中の１つ
の色材で再現される場合、前記画像データの色相で決まる再現可能な色空間におけ
る、最高彩度の点と、最高明度でありかつ最低彩度である点と、最低明度であ
りかつ最低彩度である原点と、前記画像データの明度と
彩度により決定される点と、から前記画像データに対応する１つの色材とブラック
（Ｋ）の濃度を前記色空間を用いて決定する、色材の濃度データ決定方法。
【請求項４】与えられた画像データが再現可能な色空
間に含まれない場合、この画像データと同じ明度と色相
を有する色の中で、再現可能な最大の彩度を有する画像
データを代替色とし、この代替色を再現するための色材の濃度データを請求項
１記載の濃度データ決定方法で決定する濃度データ決定
方法。